CPU - Primeiras Noções

Funções do CPU

• O CPU executa três tarefas essenciais: transferência de informação, operações aritméticas e lógicas, e controlo de fluxo.
• A transferência de informação ocorre entre registos ou entre um registo e a memória.
• As operações aritméticas e lógicas são realizadas pela CPU.
• O controlo de fluxo define qual a próxima instrução a ser executada.

Elementos Essenciais do CPU

• A arquitectura é um elemento essencial do CPU, onde são executadas operações.
• O controlador é outro elemento essencial, responsável por gerar sinais que controlam o funcionamento da arquitectura.

Arquitectura de 8 Bits

• A arquitectura de 8 bits permite armazenar 256 símbolos distintos.
• A capacidade de endereçamento é de 256 posições distintas, correspondendo a 256 endereços distintos.

Unidade Aritmética e Lógica (ALU)

• A ALU é responsável por efetuar operações aritméticas e lógicas.
• É um módulo integrante da arquitectura do CPU.

Registo de 8 Bits Síncrono

• O registo de 8 bits síncrono é uma estrutura de memória capaz de armazenar informações e realizar operações básicas.
• A capacidade de memória é essencial para a criação de máquinas de estado.

Capacidade de Memória

• A capacidade de memória é obtida através da utilização de Flip-Flops (FF).
• Os FF utilizam o mecanismo de realimentação na lógica booleana e asseguram a capacidade de armazenar valores.

Bits Independentes

• Um byte é composto por 8 bits independentes.
• Cada bit pode ser visto como um conjunto individual, permitindo que as operações sejam realizadas em cada bit de forma independente e em paralelo.

Construção do Registo de 8 Bits

• A construção do registo de 8 bits pode ser reduzida à construção de um registo de 1 bit.
• A criação de um registo de 8 bits consiste em utilizar 8 registos de 1 bit e fazer com que respondam a um mesmo conjunto de sinais em simultâneo.

Funcionamento do Registo de 1 Bit

• O registo de 1 bit assume que as ações básicas são ativadas por sinais que tenham o valor verdade (1).
• As ações são mutuamente exclusivas, com no máximo um sinal de controle ativo por instante.
• Os sinais todos a zero configuram a situação em que o registo não altera a sua situação na transição do clock.

A Escrita

• A operação de escrita tem como função memorizar os dados de entrada.
• A escrita é despoletada pela existência do valor um na entrada de controle "write" e pelo clock.
• A escrita efetiva acontece quando o sinal de write está a um e existe um clock.